Grüezi! Wir erläutern hier Entstehung, Eigenschaften und Pflege von Beton. Geht es um Ihre Fläche, kommen wir gern zu Ihnen.
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Material
Beton: Zusammensetzung, Eigenschaften und Verwendung
Wie Beton entsteht, was Festigkeitsklassen und Wasserzementwert bedeuten, was ihn schädigt und wie sich Betonflächen pflegen lassen.
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Beton ist ein künstlicher Stein aus Zement als Bindemittel, Gesteinskörnung und Wasser, der durch die chemische Reaktion des Zements mit Wasser aushärtet und nach 28 Tagen seine Normfestigkeit erreicht. Normalbeton hat eine Trockenrohdichte von 2.000 bis 2.600 Kilogramm je Kubikmeter, meist rechnet man mit 2.400, und wird nach seiner Druckfestigkeit in Klassen wie C25/30 eingeteilt. Seine Zugfestigkeit beträgt nur etwa ein Zehntel der Druckfestigkeit, weshalb er im Bauwesen meist mit Stahl bewehrt wird.
Steckbrief Beton
| Merkmal | Wert |
|---|---|
| Werkstoffgruppe | Künstlicher Stein, mineralischer Verbundbaustoff |
| Bestandteile | Zement, Gesteinskörnung, Wasser, gegebenenfalls Zusatzstoffe und Zusatzmittel |
| Normfestigkeit | Nach 28 Tagen |
| Rohdichte Normalbeton | 2.000 bis 2.600 kg/m³, meist 2.400 kg/m³ |
| Beispiel Festigkeitsklasse | C25/30: Zylinderdruckfestigkeit 25 N/mm², Würfeldruckfestigkeit 30 N/mm² |
| Zugfestigkeit | Etwa ein Zehntel der Druckfestigkeit |
| Wärmeleitfähigkeit | Rund 2,1 W/(m·K) |
| Typische Schäden | Karbonatisierung, Chloride, Frost-Tau-Wechsel, Sulfattreiben, Alkali-Kieselsäure-Reaktion |
Quelle: Wikipedia, Artikel Beton; BauNetz Wissen, Dauerhaftigkeit von Beton
Was ist Beton?
Künstlicher Stein aus drei Grundstoffen
Beton ist ein Gemisch aus Zement, Wasser und Gesteinskörnung, also Sand, Kies oder Splitt, die man am Bau auch Zuschläge nennt; je nach Sorte dienen etwa Quarz oder Kalkstein dafür. Durch die Zugabe von Zusatzmitteln und Zusatzstoffen lassen sich bei Bedarf Verarbeitbarkeit, Erhärtung oder Frostbeständigkeit verändern. Anders als Naturstein entsteht Beton nicht über Jahrmillionen, sondern wird gemischt, in eine Schalung gegossen, verdichtet und härtet aus. Mit der passenden Rezeptur der Mischung lässt er sich in Festigkeit, Dichte, Optik und Farbe sehr genau einstellen.
Beton ist ein sehr verbreiteter Baustoff. Er steckt in Bauwerken wie Fundamenten, Decken, Brücken und Strassen, aber auch in Pflastersteinen, Platten und Treppen. Aus dieser Vielfalt ergeben sich Sonderformen wie Sichtbeton, Waschbeton oder Betonwerkstein, die eigene Seiten haben.
Haben Sie Flächen aus Beton, etwa Terrasse, Hof, Treppe oder Fassade? Wir prüfen den Zustand vor Ort und reinigen oder pflegen die Fläche
Wie Beton entsteht und aushärtet
Hydratation des Zements
Die Festigkeit entsteht beim Abbinden: Die Bestandteile des Zementklinkers reagieren mit dem Anmachwasser. Dabei wachsen Kristallnadeln, die sich ineinander verzahnen und die Körner verkitten. Beim Aushärten wird Wärme frei, und der Vorgang dauert Monate. Als Normfestigkeit gilt der Zustand nach 28 Tagen; aus dem weichen Frischbeton ist dann fester Festbeton geworden. Der Portlandzement, auf dem der heutige Beton beruht, wurde 1824 von Joseph Aspdin patentiert; 1867 erhielt Joseph Monier ein Patent auf Stahlbeton. Betonähnliche Baustoffe nutzten schon die Römer; ihre Spezialbetone gelten wegen einer vermutlich stabileren Kristallstruktur als besonders dauerhaft.
Für die Herstellung von einem Kubikmeter Beton der Klasse C25/30 rechnet man ungefähr mit 300 Kilogramm Zement, 180 Litern Wasser und 1.890 Kilogramm Gesteinskörnung.
Der Wasserzementwert
Für Festigkeit und Dichtigkeit ist das Verhältnis von Wasser zu Zement entscheidend. Liegt dieser Wasserzementwert über 0,42, bleibt mehr Wasser im Beton, als der Zement binden kann. Beim Austrocknen hinterlässt es feine Hohlräume, sogenannte Kapillarporen, durch die später Feuchtigkeit und Schadstoffe eindringen können. Deshalb darf Frischbeton nicht nachträglich mit Wasser verdünnt werden. Beim Einbau und bei der Verdichtung darf er sich ausserdem nicht entmischen.
Eigenschaften von Beton
Druckfestigkeit und Festigkeitsklassen
Die wichtigste Eigenschaft ist die Druckfestigkeit, geprüft nach 28 Tagen an Würfeln mit 15 Zentimetern Kantenlänge oder an Zylindern. Das C in Bezeichnungen wie C25/30 steht für concrete; die erste Zahl nennt die Zylinder-, die zweite die Würfeldruckfestigkeit in Newton je Quadratmillimeter. Normalbeton hat in der Regel mindestens 20 N/mm²; Hochleistungsbeton übersteigt 150.
Zugspannungen nimmt Beton dagegen kaum auf. Deshalb ergänzt man ihn im Bauwesen meist durch Bewehrungsstahl, der die Zugkräfte aufnimmt. Stahlbeton ist rund 100 Kilogramm je Kubikmeter schwerer als unbewehrter Beton.
Dichte und Wärme
Normalbeton wiegt trocken 2.000 bis 2.600 kg/m³, meist setzt man 2.400 an. Unter 2.000 spricht man von Leichtbeton, über 2.600 von Schwerbeton. Beton leitet Wärme gut: Die Wärmeleitfähigkeit liegt bei etwa 2,1 Watt je Meter und Kelvin, die Wärmeausdehnung bei etwa 0,00001 je Kelvin.
Dauerhaftigkeit und Schäden
Die Dauerhaftigkeit von Beton bleibt nicht konstant; sein Gefüge verändert sich mit der Zeit, und man kann diese Veränderung bremsen, aber nicht anhalten. Zu den bekannten Schadensmechanismen zählen die Karbonatisierung, bei der Kohlendioxid aus der Luft den alkalischen Schutz der Stahlbewehrung abbaut und sie durch Korrosion rosten lässt, die Einwirkung von Chloriden, Sulfattreiben, die Alkali-Kieselsäure-Reaktion und Frost-Tau-Wechsel. Luftporen bieten gefrierendem Wasser Ausweichraum und erhöhen so die Frostbeständigkeit.
Für Pflaster, Platten und Treppen im Freien zeigt sich Schaden eher an der Oberfläche: Abwitterung, Risse und Ausblühungen. Was Ausblühungen sind und wie sie entstehen, erklärt der Ratgeber Ausblühungen entfernen.
Verwendung und Arten von Beton
Bauteile und Pflasterbeläge
Als Baustoff findet sich Stahlbeton in Gründungen, Decken, Stützen, Brücken, Tunneln und Hochhäusern. Unbewehrter Beton dient für Staumauern, Gegengewichte, Wellenbrecher und Blocksteine. Betonsteine bilden Pflaster, Gehwegplatten und Terrassenplatten; Hinweise zur Reinigung dieser Beläge geben die Ratgeber Pflastersteine reinigen und Beton reinigen.
Weitere Betonprodukte sind Betondachsteine, Kunststein und Faserzement. Wie sich dieser vom reinen Beton unterscheidet, steht auf der Seite Faserzement. Beton mit sichtbarer, gestalteter Oberfläche, zum Beispiel ausgewaschen oder geschliffen, wird oft eigens benannt; Beton schleifen erklärt, was an einer Betonoberfläche möglich ist.
Umwelt
Die Betonherstellung verursacht etwa 6 bis 9 Prozent der menschengemachten Kohlendioxid-Emissionen, vor allem durch den Zement. Weltweit werden jährlich rund 4,1 Milliarden Tonnen Zement hergestellt.
Beton erkennen und von Betonwerkstein und Faserzement unterscheiden
Graue Masse mit eingebetteten Körnern
Man erkennt Beton an der grauen, zementgebundenen Masse, in der Sand und Körner aus Kies oder Splitt eingebettet sind. Wird der Zementleim aussen abgetragen, etwa beim Auswaschen oder Schleifen, treten die Körner sichtbar hervor. Bei Sichtbeton bildet sich oft das Muster der Schalung in der Ansichtsfläche ab. Typische Spuren des Alters sind Abwitterung, Risse und Ausblühungen.
Betonwerkstein ist Beton mit werksteinmässig bearbeiteten oder gestalteten Sichtflächen nach DIN 18500. Faserzement enthält zugfeste Fasern und wird als Platte hergestellt. Sichtbeton ist Beton, dessen Oberfläche bewusst sichtbar bleibt.
Beton reinigen und pflegen
Was bei Betonflächen zählt
Betonflächen im Freien werden mit der Zeit grün oder grau, weil sich Algen, Moos und Flechten auf der rauen, feuchtigkeitsspeichernden Oberfläche ansiedeln. Dazu kommen Öl- und Rostflecken, bei Zementschleier auch Rückstände vom Einbau. Beton ist alkalisch und enthält kalkhaltigen Zementstein; säurehaltige Mittel können ihn angreifen und sollten nur nach einer Probe in unauffälliger Lage eingesetzt werden. Zu starker Wasserdruck trägt die Zementhaut ab, legt die Zuschläge frei und lässt den Beton künftig schneller verschmutzen.
Grundsätze zur Behandlung von Algen und Moos auf Stein bietet der Ratgeber Grünbelag entfernen. Bei Zementschleier hilft der Beitrag Zementschleier entfernen. Welches Verfahren passt, hängt von Betonsorte, Oberfläche und Verschmutzung ab; das prüfen wir vor Ort, bevor wir reinigen.
Ist Ihre Betonfläche verschmutzt, bewachsen oder fleckig? Wir prüfen den Zustand vor Ort und reinigen oder pflegen die Fläche
Beton im Vergleich mit Naturstein und Faserzement
| Merkmal | Beton | Naturstein | Faserzement |
|---|---|---|---|
| Entstehung | Gemischt und ausgehärtet | Über geologische Zeiträume gebildet | Zement mit zugfesten Fasern, als Platte hergestellt |
| Bindemittel | Zement | Natürliche Mineralverbindungen | Zement |
| Zugfestigkeit | Gering, meist mit Stahl bewehrt | Je nach Gestein sehr unterschiedlich | Durch Fasern erhöht |
| Typischer Einsatz | Bauteile, Pflaster, Platten | Boden, Fassade, Pflaster | Fassaden- und Dachplatten |
Quellen: siehe Quellenverzeichnis am Seitenende.
Häufige Fragen zu Beton
Woraus besteht Beton?
Aus Zement, Wasser und Gesteinskörnung wie Sand und Kies, gegebenenfalls mit Zusatzmitteln und Zusatzstoffen.
Was bedeutet C25/30?
Es ist eine Festigkeitsklasse. Die erste Zahl nennt die Zylinderdruckfestigkeit, die zweite die Würfeldruckfestigkeit in Newton je Quadratmillimeter.
Wann erreicht Beton seine Festigkeit?
Als Normfestigkeit gilt der Zustand nach 28 Tagen. Das Kristallwachstum im Zement dauert aber Monate.
Warum wird Beton bewehrt?
Seine Zugfestigkeit ist gering, sie erreicht nur etwa ein Zehntel des Werts unter Druck. Stahl nimmt die Zugkräfte auf.
Was bedeutet Karbonatisierung?
Kohlendioxid aus der Luft reagiert mit dem Zementstein und baut den alkalischen Schutz der Bewehrung ab. Der Stahl kann dann rosten.
Betonflächen reinigen lassen
Verschmutzte, bewachsene oder fleckige Betonflächen und Betonsteine prüfen wir vor Ort und wählen das passende Verfahren.
Verwandte Materialien
Sichtbeton
Beton mit bewusst gestalteter Oberfläche, die nicht verputzt oder verkleidet wird.
Waschbeton
Beton mit ausgewaschener Oberfläche, bei der die Gesteinskörnung sichtbar bleibt.
Betonwerkstein
Vorgefertigte Betonelemente für Fassade, Boden und Treppe mit veredelter Oberfläche.
Betondachstein
Zementgebundener Dachstein als Alternative zu Tonziegeln, mit eigener Beschichtung.
Kunststein
Künstlich hergestellter Stein auf Zement- oder Harzbasis, der Naturstein nachbildet.
Faserzement
Zement mit Fasern für Platten, Wellen und Schindeln an Dach und Fassade.
Zementfliesen
Gepresste Fliesen auf Zementbasis mit durchgefärbtem Muster.
Quellen
Auf diese Quellen stützen sich die Aussagen dieser Seite. Auf externe Seiten führen die Links.
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